Individual particle rotation and displacement were measured in triaxial tests on transparent sand stabilized with geogrid simulants. The Cellpose U-Net model, originally developed to segment biological cells, was trained to segment images of fused quartz particles. The Score-CAM metric from the field of Explainable AI was used to validate the application of Cellpose to segment particles of fused quartz. These segmented particles were characterized in terms of Fourier shape descriptors and tracked across images. The measured particle displacements in the monotonic triaxial tests correlated with displacement fields from Digital Image Correlation (DIC). In contrast to DIC, the new technique also allows for the measurement of individual particle rotation. The particle rotation measurements were found to be repeatable across different specimens. A state boundary line between probable and improbable particle motions could be identified for a given test based on the measured particle displacements and rotations. The size of the zone of probable motions was used to quantify the effectiveness of the stabilizing inclusions. The results of repeated load tests revealed that the honeycomb inclusions used stabilized the specimens by reducing both particle displacements and rotations.

数字图像相关性（DIC）已成为一种行业标准，以检索拉伸试验和其他材料表征中的精确位移和应变测量。虽然传统的DIC为一般拉伸检测情况提供了高精度估计，但是在大变形或斑点图案开始撕裂时，预测变得不稳定。此外，传统的DIC需要长的计算时间，并且通常会产生受滤波和散斑图案质量影响的低空间分辨率输出。为了解决这些挑战，我们提出了一种新的深度学习的DIC方法 - 深层DIC，其中两个卷积神经网络，偏移和拉力纳特，旨在共同努力，以实现位移和菌株的端到端预测。 displacementNet预测位移字段并自适应地跟踪感兴趣的区域。 RATEDNET直接从图像输入预测应变场，而不依赖于位移预测，这显着提高了应变预测精度。开发了一种新的数据集生成方法以综合现实和全面的数据集，包括产生散斑图案和具有合成位移场的斑点图像的变形。虽然仅接受了合成数据集的培训，但深度DIC提供了从商业DIC软件获得的真实实验中获得的那些对位移和应变的高度一致和可比的预测，而即使在大型和局部变形和变化的变形和变化的模式质量和变化的模式质量方面，它占商业软件。 。此外，深DIC能够实时预测变形，并将计算时间降至毫秒。

我们开发了卷积神经网络（CNNS），快速，直接从无线电尘埃连续图像中推断出行星质量。在原始板块中的年轻行星引起的子结构可用于推断潜在的年轻行星属性。流体动力模拟已被用于研究地球属性与这些磁盘特征之间的关系。然而，这些尝试了微调的数值模拟，以一次适合一个原始磁盘，这是耗时的，或者四方平均模拟结果，以导出间隙宽度/深度和行星质量之间的一些线性关系，这丢失了信息磁盘中的不对称功能。为了应对这些缺点，我们开发了行星间隙神经网络（PGNET），以推断出2D图像的行星质量。我们首先符合张等人的网格数据。 （2018）作为分类问题。然后，通过使用近随机采样参数运行额外的模拟来分布数据集，并将行星质量和磁盘粘度一起作为回归问题衍生在一起。分类方法可以达到92 \％的准确性，而回归方法可以达到1 $ \ Sigma $ AS 0.16 DEX，用于行星质量和0.23°D磁盘粘度。我们可以在线性拟合方法中重现退化缩放$ \ alpha $ $ \ propto $ $ m_p ^ 3 $。这意味着CNN方法甚至可以用于寻找退化关系。梯度加权类激活映射有效地确认PGNETS使用适当的磁盘特征来限制行星质量。我们为张等人提供了PGNETS和传统配件方法的计划。 （2018），并讨论各种方法的优缺点。

虽然在各种应用中广泛使用刚性机器人，但它们在他们可以执行的任务中受到限制，并且在密切的人机交互中可以保持不安全。另一方面，软机器鞋面超越了刚性机器人的能力，例如与工作环境，自由度，自由度，制造成本和与环境安全互动的兼容性。本文研究了纤维增强弹性机壳（释放）作为一种特定类型的软气动致动器的行为，可用于软装饰器。创建动态集参数模型以在各种操作条件下模拟单一免费的运动，并通知控制器的设计。所提出的PID控制器使用旋转角度来控制多项式函数之后的自由到限定的步进输入或轨迹的响应来控制末端执行器的方向。另外，采用有限元分析方法，包括释放的固有非线性材料特性，精确地评估释放的各种参数和配置。该工具还用于确定模块中多个释放的工作空间，这基本上是软机械臂的构建块。

人类生理学中的各种结构遵循特异性形态，通常在非常细的尺度上表达复杂性。这种结构的例子是胸前气道，视网膜血管和肝血管。可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到可以观察到空间排列的磁共振成像（MRI），计算机断层扫描（CT），光学相干断层扫描（OCT）等医学成像模式（MRI），计算机断层扫描（CT），可以观察到空间排列的大量2D和3D图像的集合。这些结构在医学成像中的分割非常重要，因为对结构的分析提供了对疾病诊断，治疗计划和预后的见解。放射科医生手动标记广泛的数据通常是耗时且容易出错的。结果，在过去的二十年中，自动化或半自动化的计算模型已成为医学成像的流行研究领域，迄今为止，许多计算模型已经开发出来。在这项调查中，我们旨在对当前公开可用的数据集，细分算法和评估指标进行全面审查。此外，讨论了当前的挑战和未来的研究方向。

语义图像分割是手术中的背景知识和自治机器人的重要前提。本领域的状态专注于在微创手术期间获得的传统RGB视频数据，但基于光谱成像数据的全景语义分割并在开放手术期间获得几乎没有注意到日期。为了解决文献中的这种差距，我们正在研究基于在开放手术环境中获得的猪的高光谱成像（HSI）数据的以下研究问题：（1）基于神经网络的HSI数据的充分表示是完全自动化的器官分割，尤其是关于数据的空间粒度（像素与Superpixels与Patches与完整图像）的空间粒度？ （2）在执行语义器官分割时，是否有利用HSI数据使用HSI数据，即RGB数据和处理的HSI数据（例如氧合等组织参数）？根据基于20猪的506个HSI图像的全面验证研究，共注释了19个类，基于深度的学习的分割性能 - 贯穿模态 - 与输入数据的空间上下文一致。未处理的HSI数据提供优于RGB数据或来自摄像机提供商的处理数据，其中优势随着输入到神经网络的输入的尺寸而增加。最大性能（应用于整个图像的HSI）产生了0.89（标准偏差（SD）0.04）的平均骰子相似度系数（DSC），其在帧间间变异性（DSC为0.89（SD 0.07）的范围内。我们得出结论，HSI可以成为全自动手术场景理解的强大的图像模型，其具有传统成像的许多优点，包括恢复额外功能组织信息的能力。

在这里，从动态大数据产生实验的深度学习分析，我们报告动态断裂韧性以及双连续纳米结构共聚物，聚脲的粘性参数。我们首先发明了一种新型动态线图像剪切干涉干涉仪（DL-ISI），其可以在单板冲击实验中沿着样品后表面的一条线产生位移梯度时间曲线，这些裂缝覆盖单板冲击实验中的裂缝启动和生长过程。然后，我们提出了一种基于卷积神经网络（CNN）的深度学习框架，可以反向确定来自DL-ISI条纹图像的准确凝聚参数。已经进行了具有中间平面裂缝的聚脲样品上的板冲击实验，并且产生的DL-ISI边缘图像已被条件生成的对抗网络（CGAN）染色。首当，通过具有计算数据集的预先训练的CNN架构成功地获得了Polyurea的动态粘性参数，这与相关方法和线性裂缝力学估计一致。在多脲中发现表观动态增韧，其中粘性强度被发现比具有相同冲击速度的对称冲击下的泡出强度高几乎三倍。这些实验结果填补了在裂纹尖端附近的极端局部装载条件下对共聚物的合作失效强度的目前了解的差距。该实验还展示了大数据发电实验的优点，它与最先进的机器学习算法相结合的创新的高通量实验技术。

信号处理是几乎任何传感器系统的基本组件，具有不同科学学科的广泛应用。时间序列数据，图像和视频序列包括可以增强和分析信息提取和量化的代表性形式的信号。人工智能和机器学习的最近进步正在转向智能，数据驱动，信号处理的研究。该路线图呈现了最先进的方法和应用程序的关键概述，旨在突出未来的挑战和对下一代测量系统的研究机会。它涵盖了广泛的主题，从基础到工业研究，以简明的主题部分组织，反映了每个研究领域的当前和未来发展的趋势和影响。此外，它为研究人员和资助机构提供了识别新前景的指导。

可靠地定量自然和人为气体释放（例如，从海底进入海洋的自然和人为气体释放（例如，Co $ _2 $，甲烷），最终是大气，是一个具有挑战性的任务。虽然船舶的回声探测器允许在水中检测水中的自由气，但是即使从较大的距离中，精确量化需要诸如未获得的升高速度和气泡尺寸分布的参数。光学方法的意义上是互补的，即它们可以提供从近距离的单个气泡或气泡流的高时和空间分辨率。在这一贡献中，我们介绍了一种完整的仪器和评估方法，用于光学气泡流特征。专用仪器采用高速深海立体声摄像机系统，可在部署在渗透网站以进行以后的自动分析时录制泡泡图像的Tbleabytes。对于几分钟的短序列可以获得泡特性，然后将仪器迁移到其他位置，或者以自主间隔模式迁移到几天内，以捕获由于电流和压力变化和潮汐循环引起的变化。除了报告泡沫特征的步骤旁边，我们仔细评估了可达准确性并提出了一种新颖的校准程序，因为由于缺乏点对应，仅使用气泡的剪影。该系统已成功运营，在太平洋高达1000万水深，以评估甲烷通量。除了样品结果外，我们还会报告在开发期间汲取的故障案例和经验教训。

视觉的触觉传感器由于经济实惠的高分辨率摄像机和成功的计算机视觉技术而被出现为机器人触摸的有希望的方法。但是，它们的物理设计和他们提供的信息尚不符合真实应用的要求。我们提供了一种名为Insight的强大，柔软，低成本，视觉拇指大小的3D触觉传感器：它不断在其整个圆锥形感测表面上提供定向力分布图。围绕内部单眼相机构造，传感器仅在刚性框架上仅成型一层弹性体，以保证灵敏度，鲁棒性和软接触。此外，Insight是第一个使用准直器将光度立体声和结构光混合的系统来检测其易于更换柔性外壳的3D变形。通过将图像映射到3D接触力的空间分布（正常和剪切）的深神经网络推断力信息。洞察力在0.4毫米的总空间分辨率，力量幅度精度约为0.03 n，并且对于具有不同接触面积的多个不同触点，在0.03-2 n的范围内的5度大约5度的力方向精度。呈现的硬件和软件设计概念可以转移到各种机器人部件。

面部特征跟踪是成像跳芭式（BCG）的关键组成部分，其中需要精确定量面部关键点的位移，以获得良好的心率估计。皮肤特征跟踪能够在帕金森病中基于视频的电机降解量化。传统的计算机视觉算法包括刻度不变特征变换（SIFT），加速强大的功能（冲浪）和LUCAS-KANADE方法（LK）。这些长期代表了最先进的效率和准确性，但是当存在常见的变形时，如图所示，如图所示，如此。在过去的五年中，深度卷积神经网络对大多数计算机视觉任务的传统方法表现优于传统的传统方法。我们提出了一种用于特征跟踪的管道，其应用卷积堆积的AutoEncoder，以将图像中最相似的裁剪标识到包含感兴趣的特征的参考裁剪。 AutoEncoder学会将图像作物代表到特定于对象类别的深度特征编码。我们在面部图像上培训AutoEncoder，并验证其在手动标记的脸部和手视频中通常验证其跟踪皮肤功能的能力。独特的皮肤特征（痣）的跟踪误差是如此之小，因为我们不能排除他们基于$ \ chi ^ 2 $ -test的手动标签。对于0.6-4.2像素的平均误差，我们的方法在所有情况下都表现出了其他方法。更重要的是，我们的方法是唯一一个不分歧的方法。我们得出的结论是，我们的方法为特征跟踪，特征匹配和图像配准比传统算法创建更好的特征描述符。

手写数字识别（HDR）是光学特征识别（OCR）领域中最具挑战性的任务之一。不管语言如何，HDR都存在一些固有的挑战，这主要是由于个人跨个人的写作风格的变化，编写媒介和环境的变化，无法在反复编写任何数字等时保持相同的笔触。除此之外，特定语言数字的结构复杂性可能会导致HDR的模棱两可。多年来，研究人员开发了许多离线和在线HDR管道，其中不同的图像处理技术与传统的机器学习（ML）基于基于的和/或基于深度学习（DL）的体系结构相结合。尽管文献中存在有关HDR的广泛审查研究的证据，例如：英语，阿拉伯语，印度，法尔西，中文等，但几乎没有对孟加拉人HDR（BHDR）的调查，这缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究，而这些调查缺乏对孟加拉语HDR（BHDR）的研究。挑战，基础识别过程以及可能的未来方向。在本文中，已经分析了孟加拉语手写数字的特征和固有的歧义，以及二十年来最先进的数据集的全面见解和离线BHDR的方法。此外，还详细讨论了一些涉及BHDR的现实应用特定研究。本文还将作为对离线BHDR背后科学感兴趣的研究人员的汇编，煽动了对相关研究的新途径的探索，这可能会进一步导致在不同应用领域对孟加拉语手写数字进行更好的离线认识。

动态MRI可以捕获具有高对比度的软组织器官中的时间解剖变化，但是获得的序列通常遭受有限的体积覆盖，这使得器官形状轨迹的高分辨率重建在时间研究中的主要挑战。由于腹部器官形状的变异性跨越时间和受试者，本研究的目的是朝向3D致密速度测量来完全覆盖整个表面并提取有意义的特征，其特征在于观察到的器官变形并实现临床作用或决定。我们在深呼吸运动期间提出了一种用于表征膀胱表面动力学的管道。对于紧凑的形状表示，首先使用重建的时间体积来使用LDDMM框架建立专用的动态4D网状序列。然后，我们从诸如网格伸长和失真的机械参数执行器官动力学的统计表征。由于我们将器官引用作为非平面，因此我们还使用平均曲率变化为度量来量化表面演变。然而，曲率的数值计算强烈地取决于表面参数化。为了应对这一依赖性，我们采用了一种用于表面变形分析的新方法。独立于参数化并最小化测地曲线的长度，通过最小化Dirichlet能量，它使表面曲线平滑地朝向球体。 eulerian PDE方法用于从曲线缩短流中导出形状描述符。使用Laplace Beltrami操作员特征函数来计算各个运动模式之间的接口，用于球形映射。用于提取用于局部控制的模拟形状轨迹的表征相关曲线的应用演示了所提出的形状描述符的稳定性。

在X射线游离电子激光器（XFELS）处的单粒子成像（SPI）特别适合于确定其本地环境中颗粒的3D结构。对于成功的重建，必须从大量获取的图案中分离出来的衍射模式。我们建议将此任务作为图像分类问题制定，并使用卷积神经网络（CNN）架构来解决它。开发了两个CNN配置：一个最大化F1分数的CNN配置和强调高召回的一个配置。我们还将CNN与期望最大化（EM）选择以及尺寸过滤结合起来。我们观察到，我们的CNN选择在我们之前的工作中使用的电子选择的功率谱密度函数的对比度较低。但是，基于CNN的选择的重建提供了类似的结果。将CNN引入SPI实验允许简化重建管道，使研究人员能够在飞行中对模式进行分类，并且因此，它们使他们能够严格控制其实验的持续时间。我们认为，在描述的SPI分析工作流程中提出基于非标准的人工智能（AI）解决方案可能对SPI实验的未来发展有益。

自动化驾驶系统（广告）开辟了汽车行业的新领域，为未来的运输提供了更高的效率和舒适体验的新可能性。然而，在恶劣天气条件下的自主驾驶已经存在，使自动车辆（AVS）长时间保持自主车辆（AVS）或更高的自主权。本文评估了天气在分析和统计方式中为广告传感器带来的影响和挑战，并对恶劣天气条件进行了解决方案。彻底报道了关于对每种天气的感知增强的最先进技术。外部辅助解决方案如V2X技术，当前可用的数据集，模拟器和天气腔室的实验设施中的天气条件覆盖范围明显。通过指出各种主要天气问题，自主驾驶场目前正在面临，近年来审查硬件和计算机科学解决方案，这项调查概述了在不利的天气驾驶条件方面的障碍和方向的障碍和方向。

近几十年来，气候变化显着影响冰川动态，导致质量损失和冰川相关危害的风险增加，包括冰川上和冰期湖上的湖泊发展以及灾难性的爆发洪水。快速变化的条件决定了对气候 - 冰川动力学的连续和详细观察的需求。有关冰川几何形状的主题和定量信息对于理解气候强迫和冰川对气候变化的敏感性的敏感性至关重要，但是，基于光谱信息和常规机器学习技术的使用，基于使用光谱信息和常规的机器学习技术，众所周知，准确地绘制碎片冰川冰川（DCG）。这项研究的目的是改善较早提出的基于深度学习的方法Glaciernet，该方法旨在利用卷积神经网络分割模型来准确地概述区域DCG消融区。具体而言，我们开发了一种增强的冰川架构，使多个模型，自动后处理和盆地级水文流技术来改善DCG的映射，从而包括消融区和积累区域。实验评估表明，GlacierNet2改善了消融区的估计，并允许高水平的交点比联合（IOU：0.8839）得分。所提出的体系结构在区域尺度上概述了完整的冰川（累积和消融区），总体评分为0.8619。这是自动化完整冰川映射的至关重要的第一步，可用于准确的冰川建模或质量平衡分析。

Lensless cameras are a class of imaging devices that shrink the physical dimensions to the very close vicinity of the image sensor by replacing conventional compound lenses with integrated flat optics and computational algorithms. Here we report a diffractive lensless camera with spatially-coded Voronoi-Fresnel phase to achieve superior image quality. We propose a design principle of maximizing the acquired information in optics to facilitate the computational reconstruction. By introducing an easy-to-optimize Fourier domain metric, Modulation Transfer Function volume (MTFv), which is related to the Strehl ratio, we devise an optimization framework to guide the optimization of the diffractive optical element. The resulting Voronoi-Fresnel phase features an irregular array of quasi-Centroidal Voronoi cells containing a base first-order Fresnel phase function. We demonstrate and verify the imaging performance for photography applications with a prototype Voronoi-Fresnel lensless camera on a 1.6-megapixel image sensor in various illumination conditions. Results show that the proposed design outperforms existing lensless cameras, and could benefit the development of compact imaging systems that work in extreme physical conditions.

了解潮汐能流中鱼类的丰度和分布对于评估通过向栖息地引入潮汐能设备所带来的风险很重要。但是，适合潮汐能的潮汐电流流量通常是高度湍流的，这使回声器数据的解释变得复杂。必须从用于生物分析的数据中排除受夹带空气回报污染的水柱的部分。应用单个常规算法来识别夹带的空气的深度不足，对于不连续，深度动态，多孔的边界而言，随着潮流流速而变化。使用Fundy湾的潮汐能示威场所进行的案例研究，我们描述了具有基于U-NET的体系结构的深机学习模型的开发和应用。我们的模型Echofilter对湍流条件的动态范围高度响应，并且对边界位置的细微差别敏感，产生了夹带的空气边界线，在移动下降方面的平均误差为0.33亿，并且在移动下降范围内为0.5-1.5-1.0m关于固定的上调数据，不到现有算法解决方案的一半。该模型的整体注释与人类细分有很高的一致性，移动下降记录的联合会得分为99％，而固定的上方录音记录为92-95％。与手动编辑当前可用算法所需的线路位置所需的时间相比，手动编辑所需的时间减少了50％。由于最初的自动放置的改进，模型的实现允许提高线路位置的标准化和可重复性。

提出了一个理想化的1：2比例示范器和数值参数优化算法，以密切地再现变形形状，因此使用四个集中载荷的真实空气动力学装载的民动飞机扰流板的空间应变方向。需要对越来越复杂性的证明者的经济高效的实验研究是从优惠券转移到全规模结构的知识，并为新颖的结构健康监测（SHM）技术积累信心。特别是对于测试依赖于或受机械菌株影响的新型传感器系统，例如基于应变的SHM方法，所考虑的实验室结构结构必须反映在操作负载条件下的实际结构的应变状态。对具有详细模型进行有限元模拟，用于静态强度分析，并与实验测量相比。理想示威者的模拟和测量变形和空间应变方向与真正的飞机扰流板的数值结果很好。因此，使用开发的理想化演示器，基于应变的SHM系统可以在反映操作空气动力学压力负荷的条件下进行测试，而测试努力和成本显着降低。此外，所呈现的加载优化算法可以容易地适于模拟板状结构中的其他压力载荷以再现特定的结构条件。

机器学习（ML）是指根据大量数据预测有意义的输出或对复杂系统进行分类的计算机算法。 ML应用于各个领域，包括自然科学，工程，太空探索甚至游戏开发。本文的重点是在化学和生物海洋学领域使用机器学习。在预测全球固定氮水平，部分二氧化碳压力和其他化学特性时，ML的应用是一种有前途的工具。机器学习还用于生物海洋学领域，可从各种图像（即显微镜，流车和视频记录器），光谱仪和其他信号处理技术中检测浮游形式。此外，ML使用其声学成功地对哺乳动物进行了分类，在特定的环境中检测到濒临灭绝的哺乳动物和鱼类。最重要的是，使用环境数据，ML被证明是预测缺氧条件和有害藻华事件的有效方法，这是对环境监测的重要测量。此外，机器学习被用来为各种物种构建许多对其他研究人员有用的数据库，而创建新算法将帮助海洋研究界更好地理解海洋的化学和生物学。